一种基于通信距离估计及其在线评估的最小二乘定位方法技术

技术编号:14647069 阅读:46 留言:0更新日期:2017-02-16 03:57
一种基于通信距离估计质量在线评估的最小二乘定位方法,涉及精确无线定位技术。本发明专利技术是为了解决无线定位环境中,由于噪声和测量误差的影响,引起通信距离估计误差较大,导致定位精度低的问题。本发明专利技术所述一种基于通信距离估计质量在线评估的最小二乘定位方法,首先未知节点采用基于nanoLOC的测距方法,获得到各锚节点间的通信距离测量值,并分别对通信距离测量值进行在线滑动平均处理和统计计算,获得各个通信距离估计结果,及其质量评估值;然后在最小二乘定位过程中,选取估计质量较高的几个通信距离估计结果以及它们对应锚节点的位置信息,构建最小二乘定位方程组并解算,实现精确定位;本发明专利技术适用于无线和水下环境高精度距离估计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高精度的距离估计和定位技术。
技术介绍
在实际定位环境中,由于噪声和测量误差的影响,导致通信距离估计存在较大的误差。通信距离估计结果的质量对于无线定位的精度有着重要的影响,然而目前的定位方法中缺乏考虑通信距离估计质量的高低,从而选择高质量的距离估计值,并以此进行定位计算,从而获得高质量的定位结果,实现定位精度的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决实际无线定位中距离估计误差对无线定位精度的负面影响问题,提供一种基于通信距离估计质量在线评估的最小二乘定位方法。本专利技术所述的一种基于通信距离估计质量在线评估的最小二乘定位方法包括以下步骤:步骤一、一个锚节点初始化后,建立一个无线局域网络,并允许其它无线通信节点加入网络;未知节点和其它锚节点上电初始化后,申请并成功加入该锚节点建立的无线网络;步骤二、在新的定位点上,未知节点通过其nanoLOC无线收发器向周围的I个锚节点发送测距请求数据包,其中I为正整数,且I≥6,未知节点分别与各个锚节点按照双边对等测距流程,获得与第i个锚节点间的距离测量值di,j,其中i为锚节点的序号,为正整数,且1≤i≤I,j为距离估计值的序号,j为正整数,且1≤j≤J,J为j的最大值;步骤三、未知节点测量的与各个锚节点间的通信距离值构成通信距离测量值序列,未知节点采用滑动窗口的处理策略,当前距离估计为di,j,则过程滑动窗口Wi={di,j-w+1,di,j-w+2,di,j-w+3,...,di,j
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/62/201610436855.html" title="一种基于通信距离估计及其在线评估的最小二乘定位方法原文来自X技术">基于通信距离估计及其在线评估的最小二乘定位方法</a>

【技术保护点】
一种基于通信距离估计及其在线评估的最小二乘定位方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:步骤一、一个锚节点初始化后,建立一个无线局域网络,并允许其它无线通信节点加入网络;未知节点和其它锚节点上电初始化后,申请并成功加入该锚节点建立的无线网络;步骤二、在新的定位点上,未知节点通过其nanoLOC无线收发器向周围的I个锚节点发送测距请求数据包,其中I为正整数,且I≥6,未知节点分别与各个锚节点按照双边对等测距流程,获得与第i个锚节点间的距离测量值di,j,其中i为锚节点的序号,为正整数,且1≤i≤I,j为距离估计值的序号,j为正整数,且1≤j≤J,J为j的最大值;步骤三、未知节点测量的与各个锚节点间的通信距离值构成通信距离测量值序列,未知节点采用滑动窗口的处理策略,当前距离估计为di,j,则过程滑动窗口Wi={di,j‑w+1,di,j‑w+2,di,j‑w+3,...,di,j},1≤i≤I,1≤j≤J,w为滑动窗口宽度,w为正整数,且2≤w≤6;步骤四、未知节点对滑动窗口Wi内的通信距离测量值序列进行滑动滤波处理:如果当前滑动窗口Wi内的通信距离测量值个数n小于w时,否则因而形成滑动平均后的滑动窗口序列W′i={d′i,j‑w+1,d′i,j‑w+2,d′i,j‑w+3,…,d′i,j},其中1≤i≤I,1≤j≤J,n为滑动窗口Wi中通信距离测量值的个数,且1≤n≤w,t为锚节点的序号,t为正整数,且j‑n+1≤t≤j;步骤五、未知节点对滑动窗口Wi′内的距离数据进行统计计算,得到其统计均值ui,j和统计标准差σi,j;将统计均值ui,j作为当前通信 距离估计结果统计标准差σi,j作为当前通信距离估计结果的质量评估参数:其值越小,表示通信距离估计结果相对于统计均值ui,j的离散程度较小,表明其估计质量较高;步骤六、未知节点从I个距离估计值的中,选择6个估计质量最高的距离估计值,即对应的质量评估参数σi,j值最小,构成新序列D={D1,D2,D3,...,D6}以及它们对应锚节点的位置信息{(x1,y1),(x2,y2),…,(x6,y6)},并构造最小二乘定位方程组(1);并根据最小二乘准则,获得未知节点的位置估计值令则X=(CTC)‑1CTE,完成本次定位,并输出未知节点的位置估计值步骤七、未知节点判断是否完成预期的定位计算任务,若是,则执行步骤八;否则继续执行步骤二至步骤七,实现后续的通信距离估计及其在线评估,以及最小二乘定位;步骤八、未知节点停止通信距离估计及其在线评估,以及最小二乘定位。...

【技术特征摘要】
1.一种基于通信距离估计及其在线评估的最小二乘定位方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:步骤一、一个锚节点初始化后,建立一个无线局域网络,并允许其它无线通信节点加入网络;未知节点和其它锚节点上电初始化后,申请并成功加入该锚节点建立的无线网络;步骤二、在新的定位点上,未知节点通过其nanoLOC无线收发器向周围的I个锚节点发送测距请求数据包,其中I为正整数,且I≥6,未知节点分别与各个锚节点...

【专利技术属性】
技术研发人员:焉晓贞罗清华沈豪王垚韩志豪胡聪蔚保国李隽
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海
类型:发明
国别省市:山东;37

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